材料が意外な方法で出来事の順序を記憶することを発見 (Materials can remember a sequence of events in an unexpected way)

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2025-01-29 ペンシルベニア州立大学 (PennState)

ペンシルベニア州立大学の研究チームは、特定の条件下で、材料が過去の変形の順序を記憶できることを発見しました。従来、記憶効果は外力が正負に交互に変化する場合にのみ生じると考えられていましたが、研究者たちは一方向の非対称な外力でも、材料内の「ヒステロン」と呼ばれる要素が相互に「フラストレーション」状態にあるとき、変形の順序を記憶できることを示しました。この発見は、機械システムにおける情報の保存や読み出し、消去の新しい方法を提案するものであり、組み合わせ錠や計算技術への応用が期待されます。

<関連情報>

単一ドライブから複数のメモリを一般化する ヒステロンラッチ Generalizing multiple memories from a single drive: The hysteron latch

Chloe W. Lindeman, Travis R. Jalowiec, and Nathan C. Keim
Science Advances  Published:29 Jan 2025

材料が意外な方法で出来事の順序を記憶することを発見 (Materials can remember a sequence of events in an unexpected way)

Abstract

Far-from-equilibrium systems can form memories of previous deformations or driving. In systems from sheared glassy materials to buckling beams to crumpled sheets, this behavior is dominated by return-point memory, in which revisiting a past extremum of driving restores the system to a previous state. Cyclic driving with both positive and negative strains forms multiple nested memories, as in a single-dial combination lock, while asymmetric driving (only positive strain) cannot. We study this case in a general model of hysteresis that considers discrete elements called hysterons. We show how two hysterons with a frustrated interaction can violate return-point memory, realizing multiple memories of asymmetric driving. This reveals a general principle for designing systems that store sequences of cyclic driving, whether symmetric or asymmetric. In disordered systems, asymmetric driving is a sensitive tool for the direct measurement of frustration.

1700応用理学一般
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